サイクロトロン共鳴（読み）サイクロトロンキョウメイ（その他表記）cyclotron resonance

デジタル大辞泉

サイクロトロン‐きょうめい【サイクロトロン共鳴】

《cyclotron resonance》金属や半導体中の自由電子が磁場中で等速円運動を行い、この運動の角振動数に共鳴する電磁波を吸収する現象。

出典　小学館

改訂新版　世界大百科事典

サイクロトロン共鳴 (サイクロトロンきょうめい)
cyclotron resonance

質量m，電荷qの粒子は，磁束密度Bの中で角振動数ω_c＝qB/mの円運動（サイクロトロン運動）を行うが，その振動数（円運動の周期の逆数）と同じ振動数の電磁波を当てると共鳴してエネルギーを吸収する。この現象をサイクロトロン共鳴という。結晶中の電子や正孔の場合は，その有効質量が上述の式中のmに相当し，磁場の下にある試料に磁場と垂直な振動電場（マイクロ波，または長波長の赤外線）をかけると，その角振動数がちょうど上記のω_cに等しいとき，粒子は共鳴的に加速され，その結果電磁波の吸収が観測される。そのときのω_cとBの値から有効質量を決定することができ，この有効質量の測定手段をサイクロトロン共鳴ということも多い。ただし，結晶中の電子は不純物や格子振動によってたえず散乱されており，次の散乱までの間に少なくとも数rad程度回転できる条件下にないと，はっきりした共鳴は見られない。有効質量が異方性を示す場合もあるが，そのときはω_cの磁場方向による変化を調べて解析する。なお，金属では表皮効果のため高周波電場は試料内部に入れないので，上記の手段をそのままでは使えないが，表皮効果を逆に利用して類似の共鳴（アズベル=カナー効果）を得ることができる。
執筆者：黒沢 達美

出典　株式会社平凡社「改訂新版　世界大百科事典」

化学辞典 第2版

サイクロトロン共鳴
サイクロトロンキョウメイ
cyclotron resonance

磁束密度Bの磁場中の荷電粒子(質量m，電荷q)は，磁場に垂直な平面内で，一定角速度(角振動数)

で旋回(サイクロトロン)運動を行う．ωをサイクロトロン振動数とよび，これに等しい角振動数の電磁波を共鳴吸収する現象．その際に加速されて旋回運動の半径(軌道半径)が増大する．荷電粒子が電子のとき電子サイクロトロン共鳴(electron cyclotron resonance，ECR)，イオンのときイオンサイクロトロン共鳴(ion cyclotron resonance，ICR)とよぶ．ICRを利用した質量分析法がある．ECRは核融合炉のプラズマ加熱に使われる．

出典　森北出版「化学辞典（第2版）」

ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典

サイクロトロン共鳴
サイクロトロンきょうめい
cyclotron resonance

荷電粒子は磁場中でサイクロトロン運動 (円運動) をするが，これと同じ振動数の電磁波を加えると共鳴して，電磁波のエネルギーを吸収する。この現象をサイクロトロン共鳴という。プラズマ中の電子やイオンの加熱に応用される。金属では電磁波が内部に侵入できないので，観測が困難であったが，1955年 M.アズベルと E.カーナーの指摘により，磁場を表面に平行に加え，マイクロ波電場をこれに垂直に加えることにより，表面の電子については観測された。金属におけるサイクロトロン共鳴をアズベル＝カーナー効果という。サイクロトロン共鳴は金属や半導体のキャリアの有効質量，フェルミ面の研究に応用されている。

出典　ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典